原油乳液在油品的生產和煉制中經常出現。世界上主要的粗品油都以一種乳液的形態產出。一種乳液由至少兩種不相混溶的液體組成。其中之一是以一種極細的分散體如大約1mm直徑的液滴懸浮于另一液體上。

這些液體的其中之一通常為水，而另一個經常是油。油有可能極細地分散于水中。在這種情況下，乳液是一種水包油型。水被稱作連續相，而油被稱作分散相。相反地，如果油為連續相而水是分散相，乳液就稱作油包水型。大多數的原油乳液屬于這種類型。

水分子之間相互吸引，同樣地，油分子之間也是如此。但是在單個的水分子和油分子之間存在排斥力。排斥力在油和水的界面發生作用。表面張力將此界面面積降到一個最低值。所以，水滴在油包水乳液中是球形的。此外，單個的水滴傾向于形成聚集體，聚集體的總面積比所有液滴面積總和小。因此，一種由純水和純油組成的乳液是不穩定的。分散相趨于凝集，而兩個分離的層面因此而形成。

界面上的排斥力抵消，如通過特種化學品在界面上的累積可降低表面張力。在技術上，許多情形通過加入熟知的乳化劑以生產穩定的乳液而開發利用這種作用。任何以這種方式起穩定作用的物質必須具有能使其同時與水分子和油分子互相作用化學組成，即它應含有一個親水基團和一個疏水基團。

原油乳液因油中含有的天然物質而穩定。這些物質通常含有極性基團如羧基或酚基。它們可能以一種溶液或一種膠態分散體的形態存在。特別的影響是附著于末端。在此情形下，絕大多數的微粒分散于油相中并在油水界面累積，在此界面上，它們并排排列，極性基團指向水中。所以最后形成了一種物理穩定的界面層。像微粒層或石蠟結晶體似的固體包。以肉眼通常認識到的結果包覆在界面層中。這個機理解釋了原油乳液的陳化和難于破除的事實。